Kémrepülőgépek leplezik le az ózonréteget fenyegető újabb veszélyt

Ron Williams, a NASA pilótája talán nem is azért érezte magát a legkényelmetlenebbül, mert egy átalakított U2-es repülőgéppel (amit ekkor már ER-2-nek hívtak) készült 18 kilométer magasságba emelkedni, hogy ott nyolc órán át tartó folyamatos repüléssel mintát vegyen az ózonréteget mérgező vegyi anyagokból. Az legalább ilyen zavaró lehetett, hogy a chilei Punta Arenas repülőtéren, ahonnan az Antarktisz felett végzett mintavételhez felszálltak a géppel 1987 augusztusában, Pinochet Kalasnyikovokkal felszerelkezett katonái őrködtek a repülő mellett, és figyelték a pilóta minden mozdulatát, mintha az U2 még mindig kémkedni indult volna, nem pedig az ózonlyuk kialakulásának okát kutatni.

Az eredmény azonban megérte a fáradozást, hiszen az adatok bizonyították, hogy az ember által előállított klórozott vegyületek az ózonréteg elvékonyodásának fő okai. Ez az ismeret később a kevés sikeres globális környezetvédelmi erőfeszítés egyikét, az úgynevezett montreali protokollt, ezzel pedig a legártalmasabb vegyületek betiltását hozta magával. Az ózonlyuk idővel bezárult, a Föld pedig – még ha a teljes optimizmus talán korai is volt – megmenekült a gyilkos UV-sugárzástól.

Az ER-2-es repülők most ugyanis újabb repülésekre készülnek a sztratoszférában – bár most nem az Antarktisz felett, hanem az amerikai Közép-Nyugaton –, mert egy elmélet szerint újabb fenyegetés leselkedik az ózonrétegre. Ebben jóval közvetettebb az ember szerepe, mint a hűtőszekrények és a spray-k töltőgázainak atmoszférába eregetésekor, de ártatlanok azért most sem vagyunk. Arról van szó, hogy a jellegzetes, magasra tornyosuló felhőket képző viharok a melegedő éghajlat hatására egyre magasabbra hatolnak a légkörben, és ezzel soha nem látott mennyiségű vízpárát és szennyező anyagot sodornak a sztratoszférába,  ahol az ózonmolekulák ezeknek ugyanúgy áldozatul esnek, mint korábban a töltőgázoknak – írja a Science.

Tornyosuló felhők

Nem minden kutató gondolja azt, hogy valós az újabb ózonlyuk kialakulásának veszélye. Ugyanakkor vannak aggasztó jelek. Így észrevették, hogy az Egyesült Államok közép-nyugati államai felett kialakultak olyan térségek a sztratoszférában, amelyek szokatlanul hidegek és nedvesek, márpedig ezek az ideális körülmények az ózon lebomlásához. A NASA ezért úgy határozott, hogy ötéves, 30 millió dolláros költségvetésű kutatási programba kezd, hogy megvizsgálja, mennyire valós a fenyegetés.

A légkör alsó 10 (más felosztás szerint 14) kilométeres rétege a troposzféra, efölött helyezkedik el a 40 kilométer vastag sztratoszféra. Ebben található a 20 kilométer vastag ózonréteg, amelynek fele (tömegét tekintve) a sztratoszféra alsó 10 kilométeres rétegében van, vagyis közvetlenül a troposzféra fölött. A sztratoszféra alsó rétege rendkívül száraz, a páratartalom mindössze 3-5 ppm (milliomodrész), miközben a troposzféráé több ezerszer magasabb. A szárazság oka az, hogy normális körülmények között a felszálló levegő még a sztratoszféra előtt lehűl annyira, hogy szinte teljes páratartalma kicsapódik belőle.

A sztratoszférába jutó kevés pára a felső légkör áramlásai miatt a sarkok felé vándorol, és az Antarktisz felett fontos szerepet játszott az előző ózonlyuk kialakulását eredményező, klóratom katalizálta folyamatokban. Ezért félő, hogy az egyre magasabbra törő viharfelhők által felfelé tolt pára felgyorsítja az ózonréteg újbóli pusztulását.

Ez azonban nem minden. Az ER-2-es repülések derítettek fényt arra is 2000-ben Svédország felett, hogy nemcsak a klórvegyületek, hanem a sztratoszférában lévő szulfát aeroszolok is elbonthatják az ózont. A szulfátok részben természetes forrásból, például vulkáni tevékenységből származnak, részben a fosszilis üzemanyagok elégetésekor keletkeznek. Később a laborban azt is kimutatták, hogy a szulfátok ózonbontását a pára még jobban felgyorsítja, tehát elméletben a viharfelhők kettős hatása (a szennyezés és a pára) egymás negatív hatását erősíthetik a sztratoszférában.

Átalakított bombázó

A NASA Goddard Űrhajózási Központja által üzemeltetett WB-57 átalakított bombázó már 2005-ben felfedezte a Texas feletti alsó sztratoszférában, hogy egyre több az ebbe a légkörrétegbe haladó párafelhő. A kutatók szerint míg korábban gyakorlatilag sosem tapasztaltak efféle jelenségeket, akkor néhány hét alatt többet is láttak. A pára izotópjainak vizsgálatával azt is kimutatták, hogy a vizet nem sokkal korábban egy viharfelhő emelte eddig a magasságig. 

Egyre több, többé-kevésbé véletlenül keletkezett kutatási eredmény utalt arra, hogy a sztratoszféráig hatoló viharfelhők gyakoribbak (vagy legalábbis az utóbbi időszakban gyakoribbak lettek), mint azt a kutatók sejtették. Miközben korábban azt hitték, hogy e felhőkből talán néhány ér fel ilyen magasra évente, addig az Oklahomai Egyetem légkörfizikusai az amerikai meteorológiai szolgálat adatait újraelemezve kimutatták, hogy ennél sok nagyságrenddel több van belőlük:

A következő aggasztó jelenség persze újabb lovat ad a klímaszkeptikusoknak nevezett tudománytagadók alá, hiszen a sztratoszféra hűléséről van szó. Az ER-2-as gépek hat évvel ezelőtti vizsgálatai során tapasztalták, hogy az Egyesült Államok középső vidékein elhelyezkedő Great Plains (Nagy Alföld) nevű prérivel borított terület felett a sztratoszféra nyári hőmérséklete mínusz 73 Celsius-fok volt, amely 15 fokkal alacsonyabb, mint a szokásos. Az extrém hideg, amely lehet a klímaváltozás révén gyakoribbá váló szélsőséges időjárási helyzetek egyik megnyilvánulása is, százszorosára fokozza az ózonbontás sebességét.

Sárkányhölgy és koporsósarok

A hideg miatt ugyanis több vízpára csapódik ki és képez folyadékcseppeket (a sztratoszférában sokkal alacsonyabb a légnyomás, így a víz halmazállapot-változásai is a hidegebb tartományokba tolódnak). A cseppekben oldódni tud a szulfát aeroszol, így még hatékonyabban képes katalizálni az ózon pusztulását. Ez a kémiai reakció olyan érzékeny a hőmérséklet-változásra, hogy már három fokos lehűlés is lakhatatlanná teszi a sztratoszférát az ózon számára.

A NASA által indított DCOTSS projekt (a teljes neve sem sokkal megjegyezhetőbb: A nyári sztratoszféra dinamikája és kémiája) központjában várhatóan három, egyenként nyolchetes repülési művelet fog állni, ezek során az ER-2-esekkel egészen 20 kilométeres magasságba emelkednek majd. A Great Plains fölött fognak majd ide-oda cikázni, eközben feltérképezik a térség feletti sztratoszférát, amelyben a mérések szerint különösen gyakoriak az extrém magasra tornyosuló viharfelhők. Mint a kutatók írják, ironikus, de

Noha az ER-2-eseket, illetve elődeiket, az U2-eseket már sok évtizede használják tudományos és hadi felderítésre, korántsem lehet azt állítani, hogy az efféle repülések rutinfeladatot jelentenének a pilótáknak. Az U2-est a pilóták Sárkányhölgynek becézték maguk között, a kiszámíthatatlan temperamentumára utalva. Ahhoz, hogy a repülés közben ne keletkezzenek destabilizáló hatású lökéshullámok, a pilótáknak szigorúan tartani kell magukat egy igen szűk sebességtartományhoz, amelyet „koporsósaroknak” (coffin corner) neveznek. Még a legtapasztaltabb pilóták is hajlamosak elveszíteni az irányítást a gép felett, a hidegháborúban sokan le is zuhantak.

A 2020-ban induló küldetések egyik fő célpontja az Észak-Amerika fölé nedves légtömegeket szállító monszun anticiklon lesz, amelyet a Mexikói-öböl felől érkező meleg és páradús levegő táplál. Ebből alakulnak ki azok a viharok, amelyek felhői gyakran áttörik a troposzféra és a sztratoszféra határán elhelyezkedő tropopauza nevű réteget. A fő kérdés tehát az, hogy e légköri jelenségek mennyi vizet és egyéb vegyületeket szállítanak a sztratoszférába. A repülések közben folyamatosan figyelik a térség radar- és műholdképeit és viharfelhőkre vadásznak majd. A repülőket ezen viharok után küldik, bár közvetlenül nem repülnek majd beléjük –

Vannak olyan légkörkutatók is, akik nem hisznek abban, hogy az egyre növekvő erejű viharfelhők irtják majd ki az ózont közvetlenül amerikaiak százmillióinak feje felett. A projektet kezdeményező kutatók is igyekeznek csillapítani az esetleges USA feletti ózonlyukat vizionáló sajtóbeli értelmezéseket. Mint mondják, nincs szó azonnali veszélyről, de ha csak várnának, míg már műszerekkel is ki lehet mérni az ózonkoncentráció csökkenését, akkor már